Transcript PHƯƠNG PHÁP PHÚN XẠ MAGNETRON RF TRONG CHẾ TẠO MÀNG MỎNG GVHD: PGS.

PHƯƠNG PHÁP PHÚN XẠ
MAGNETRON RF TRONG
CHẾ TẠO MÀNG MỎNG
GVHD: PGS. TS. Lê Văn Hiếu
Học viên: Phùng Nguyễn Thái Hằng
NỘI DUNG:
I. PHƯƠNG PHÁP PHÚN XẠ
I.1 Phún xạ là gì ?
I.2 Hệ số phún xạ
I.3 Phún xạ Magnetron
II. PHÚN XẠ MAGNETRON RF
II.1 Khái niệm
II.2 Cấu tạo
II.3 Sơ đồ hoạt động
II.4 Nguyên tắc hoạt động
III. KHÓ KHĂN TRONG PP RF
IV. SO SÁNH PHÚN XẠ MAGNETRON RF VỚI DC
I.1 Khái niệm về phún xạ
Hình ảnh mô tả Sự Phún xạ
Đế
Ar+
BIA
5
I.2 Hệ số phún xạ
na
s
ni
s là hệ số phún xạ
nα là số nguyên tử bị phún xạ
ni là số ion đập vào bề mặt cathode
Hệ số phún xạ s phụ thuộc vào :
Bản chất của vật liệu phún xạ
Loại ion và năng lượng của ion bắn phá lên bia
Góc đập của ion lên bề mặt cathode
Phụ thuộc vào áp suất khí làm việc
Sự phụ thuộc của một số loại vật liệu làm bia vào sự phún xạ
Ảnh hưởng của năng lượng ion vào sự phún xạ
Sự phụ thuộc góc tới vào sự phún xạ
Hệ số phún xạ đạt giá trị cao nhất ở vào khoảng góc tới
có giá trị 720
I.3 Phún xạ Magnetron
II.1 Khái niệm
II.2 Cấu tạo hệ phún xạ Magnetron RF
a/ Buồng phún xạ
b/ Một số loại đế dùng trong hệ phún xạ
Đế Ceramic (gốm)
Đế Silicon
Đế thủy tinh
c/ Bia
d/Bộ phận tạo chân không :Thường dùng 2 loại
bơm:
Bơm sơ cấp (bơm rote hoặc bơm quay dầu)
Bơm khuếch tán
Một số thông số của bơm chân không dùng
trong hệ phún xạ Magnetron:
Bơm sơ cấp (Bơm Rote,bơm quay dầu):
Tốc độ : 30 m3/h.
Áp suất tới hạn: 10-2 torr
Bơm khuếch tán:
 Tốc độ : 200 l/sec
 Áp suất tới hạn : 10-10 torr
Chân không phún xạ:
 Chân không tới hạn : 10-7 torr
Chân không làm việc : 10-2  10-3 torr
e/ Bộ phận Magnetron
Cấu trúc của một số hệ Magnetron thông thường
f/ Plasma:
Vùng plasma giữa 2 vùng tối
Sơ đồ cấu tạo và nguyên lý hoạt động của phún xạ
Magnetron RF
II.3 Sơ đồ của hệ phún xạ Magnetron RF
Thế RF tại cathode
SƠ ĐỒ:
Bia: Được gắn vào một bản giải nhiệt. Bản giải nhiệt
được gắn vào cathode
Từ trường do một vòng nam châm bên ngoài bao
quanh và khác cực với nam châm ở giữa. Chúng được
nối với nhau bằng một tấm sắt, có tác dụng khép kín
đường sức từ phía dưới
Đế: Được áp vào điện cực anode
Đế (Athod)
N
(Kathod)
S
N
N
(b)
(a)
Hình 2 Heä magnetron phaúng vaø caùc ñöôøng söùc töø treân beà maët bia
Sơ đồ một hệ Magnetron
N
II.4 Nguyên tắc hoạt động
Đế
tAr
KhíAr
Ar
Ar
e-
Ar+
Ar+
e-
Khí N2
N
13.56MHz
Ar
N+
tN
Khí bên ngoài
S
N
S
Bơm CKhông
Đặc trưng của vùng phún xạ
Vùng I:Vùng sụt thế Cathode
Vùng II:Vùng ion hóa
Vùng III:Vùng plasma
Hình
ảnh về
sự
phún
xạ
• Áp suất thấp,khoảng từ 5-15 mTorr. Điều này
đòi hỏi phải hút chân không cao
• Số electron theo thời gian tích tụ nhiều trên bản
cực làm hủy sự tái phún xạ
• Ion dương đập vào phá hủy màng
Phún xạ DC
Phún xạ
RF
Không sử dụng trực tiếp cho
các vật liệu điện môi
Có thể sử dụng cho các vật
liệu điện môi,kim loại và bán
dẫn
Hoạt động chủ yếu là dựa vào
electron bị bứt ra do ion
dương bị va đập vào điện cực
Hoạt động chủ yếu là dựa vào
thế hiệu dịch
Bị dập tắt nguồn
Vùng tối cách điện giữa đế và
vùng plasma làm cho chất lượng
màng tốt
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Một số sách và luận văn:
[1] Trần Định Tường, Màng mỏng quang học,NXBKHKT Hà Nội,2004
[2] Võ Thị Kim Chung,Luận văn Thạc sĩ Khoa Học Tự Nhiên, Tổng hợp
màng mỏng TiO2 Bằng pp phún xạ Magnetron-mạ ion,Trường ĐH KHTN
TPHCM,1999
[3] ThS Vũ Thị Hạnh Thu,các bài giảng về Vật Lý Màng Mỏng,Trường ĐH
KHTN TPHCM
[4] Lê Phương Ngọc,Nguyễn Thị Thu Thảo,Khóa Luận Tốt Nghiệp
[5] Nguyễn Ngọc Thùy Trang,Khóa Luận tốt nghiệp
[6] Lê Vũ Tuấn Hùng,Nguyễn Văn Đến,Huỳnh Thành Đạt,Nghiên cứu chế
tạo màng mỏng TiO2 bằng phương pháp phún xạ Magnetron RF,Tạp chí
phát triển KH&CN ,tập 9,số 6/2006
• Một số trang web:
http://vi.wikipedia.org/wiki/M%C3%A0ng_m%E1%BB%8Fn
g
http://vi.wikipedia.org/wiki/Ph%C3%BAn_x%E1%BA%A1_c
at%E1%BB%91t
http://en.wikipedia.org/wiki/Sputtering
http://en.wikipedia.org/wiki/Radio_frequency
www.freepatentsonline.com
http://www.lermps.com/PHP/HTML/textes.php?ref=process
_depot+phase+vapeur.xls
http://www.ajaint.com/whatis.htm